DE102022207444A1

DE102022207444A1 - Process for producing components from a powdery material

Info

Publication number: DE102022207444A1
Application number: DE102022207444.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Rütjes
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-07-21
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2024-02-01

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Bauteilen (1) aus einem pulverförmigen Werkstoff (2), insbesondere aus einem Metallpulver, umfassend die Schritte: Herstellen eines Grünteils (3) aus dem pulverförmigen Werkstoffs (2), Aufbringen einer Markierungssuspension (4) auf das Grünteil (3), und Sintern des Grünteils (3) zur Herstellung des Bauteils (1).Method for producing components (1) from a powdery material (2), in particular from a metal powder, comprising the steps: producing a green part (3) from the powdery material (2), applying a marking suspension (4) to the green part (3 ), and sintering the green part (3) to produce the component (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus einem pulverförmigen Werkstoff.The present invention relates to a method for producing components from a powdery material.

Bekannt sind vielfältige Herstellungsverfahren, mittels welchen Bauteile aus pulverförmigen Werkstoffen hergestellt werden können. Beispielsweise ist dies mittels Verfahren zur additiven Fertigung, wie 3D-Drucken möglich. Häufig ist eine individuelle Markierung oder Beschriftung von einzelnen herzustellenden Bauteilen während des Herstellungsverfahrens erforderlich. Beispielsweise wird hierbei eine individuelle Beschriftung als Einprägung in einer Bauteiloberfläche während des 3D-Drucks vorgesehen. Dadurch ergeben sich jedoch fertigungstechnische und mechanische Nachteile, wie eine Veränderung der Bauteilmasse, einer Beeinflussung des Schrumpfverhaltens in nachfolgenden Verfahrensschritten sowie Einschränkungen bei dünnwandigen Bauteilen.A variety of manufacturing processes are known by which components can be manufactured from powdered materials. For example, this is possible using additive manufacturing processes such as 3D printing. Individual marking or labeling of individual components to be manufactured is often required during the manufacturing process. For example, individual labeling is provided as an imprint on a component surface during 3D printing. However, this results in manufacturing and mechanical disadvantages, such as a change in the component mass, an influence on the shrinkage behavior in subsequent process steps and restrictions on thin-walled components.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus einem pulverförmigen Werkstoff zu schaffen, mit dem auf einfache und kostengünstige Weise individuelle Bauteilmarkierungen vorgenommen werden können, ohne die mechanischen oder geometrischen Eigenschaften der herzustellenden Bauteile signifikant zu beeinflussen.It is therefore an object of the present invention to create a method for producing components from a powdery material with which individual component markings can be made in a simple and cost-effective manner without significantly influencing the mechanical or geometric properties of the components to be produced.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen zum Inhalt.The task is solved by a method according to claim 1. The subclaims contain preferred developments.

Bei dem Verfahren wird aus einem pulverförmigen Werkstoff zunächst ein Grünteil zumindest teilweise hergestellt. Anschließend wird auf das Grünteil eine Markierungssuspension aufgebracht. Als nächster Schritt erfolgt ein Sintern des Grünteils zur Herstellung des Bauteils. Insbesondere wird die Markierungssuspension dabei auf einen Teil einer Oberfläche des Grünteils aufgebracht. Bevorzugt wird die Markierungssuspension in Form einer individuell unterscheidbaren Markierung oder Beschriftung aufgebracht, beispielsweise in Form von Ziffern und/oder Buchstaben und/oder charakteristischen Symbolen, wie beispielsweise QR-Codes und/oder datamatrix-Codes.In the process, a green part is first at least partially produced from a powdery material. A marking suspension is then applied to the green part. The next step is sintering the green part to produce the component. In particular, the marking suspension is applied to part of a surface of the green part. The marking suspension is preferably applied in the form of an individually distinguishable marking or label, for example in the form of numbers and/or letters and/or characteristic symbols, such as QR codes and/or data matrix codes.

Als Markierungssuspension wird insbesondere ein heterogenes Stoffgemisch aus einer Flüssigkeit und darin fein verteilten Festkörpern, insbesondere Partikeln, angesehen.In particular, a heterogeneous mixture of substances consisting of a liquid and finely dispersed solids, in particular particles, is considered a marking suspension.

Der pulverförmige Werkstoff kann beispielsweise ein Kunststoffpulver, ein Keramikpulver, oder besonders bevorzugt ein Metallpulver sein.The powdery material can be, for example, a plastic powder, a ceramic powder, or particularly preferably a metal powder.

Das Sintern umfasst vorzugsweise eine Wärmebehandlung des Grünteils. Insbesondere erhält das Grünteil durch das Sintern die gewünschten mechanischen und geometrischen Eigenschaften, und wird dadurch insbesondere zum fertigen Bauteil.The sintering preferably includes a heat treatment of the green part. In particular, the green part receives the desired mechanical and geometric properties through sintering, and thereby becomes a finished component.

Als Grünteil wird insbesondere ein aus dem pulverförmigen Werkstoff hergestellter Körper angesehen, welcher sich in einem Zwischenschritt vor der Herstellung zum fertigen Bauteil befindet.In particular, a body made from the powdery material, which is in an intermediate step before production into the finished component, is considered a green part.

Bevorzugt wird ein bei einem Herstellungsverfahren in einem weiteren möglichen Zwischenschritt vorliegendes „Braunteil“ ebenfalls durch den Begriff „Grünteil“ umfasst.Preferably, a “brown part” present in a further possible intermediate step in a manufacturing process is also encompassed by the term “green part”.

Das Verfahren bietet dabei den Vorteil, dass Markierungen oder Beschriftungen von Bauteilen, beispielsweise zur eindeutigen Unterscheidung mehrerer verschiedener Bauteile, auf einfache und kostengünstige Weise erzeugt werden können, ohne die mechanischen und geometrischen Eigenschaften der herzustellenden Bauteile zu beeinflussen. Dadurch, dass die Beschriftung mittels der Markierungssuspension aufgebracht wird, kann diese besonders dünn, beispielsweise als Film, auf eine Oberfläche des Grünteils aufgebracht werden. Zudem kann diese auf einfache Weise aufgetragen werden, da diese wie eine Flüssigkeit, beispielsweise durch Aufsprühen oder Aufspritzen, aufgetragen werden kann. Insbesondere kann dabei der flüssige Anteil der Markierungssuspension durch das nachfolgende Sintern leicht und rückstandsfrei thermisch zersetzt werden, beispielsweise durch verbrennen. Insbesondere kann der Festkörperanteil der Markierungssuspension somit auf der Oberfläche des Grünteils verbleiben, und nach dem Sintern beispielsweise als optisch vom Rest der Oberfläche des Bauteils unterscheidbare Markierung verbleiben.The method offers the advantage that markings or labels on components, for example to clearly distinguish between several different components, can be produced in a simple and cost-effective manner without influencing the mechanical and geometric properties of the components to be produced. Because the labeling is applied using the marking suspension, it can be applied particularly thinly, for example as a film, to a surface of the green part. In addition, it can be applied in a simple manner since it can be applied like a liquid, for example by spraying or spraying. In particular, the liquid portion of the marking suspension can be thermally decomposed easily and without residue during the subsequent sintering, for example by burning. In particular, the solid portion of the marking suspension can thus remain on the surface of the green part and, after sintering, remain, for example, as a marking that can be visually distinguished from the rest of the surface of the component.

Bevorzugt umfasst die Markierungssuspension eine Flüssigkeit und ein Markierungs-Metallpulver. Insbesondere ist das Markierungs-Metallpulver in die Flüssigkeit eingebettet, das heißt gleichmäßig verteilt. Damit kann auf einfache Weise und gezielt eine Markierung mittels der Markierungssuspension auf der Oberfläche des Grundteils erzeugt werden, wobei nach dem Sintern das gesinterte Markierungs-Metallpulver auf der Oberfläche des Bauteils verbleibt und die optisch vom Rest der Oberfläche des Bauteils unterscheidbare Markierung bildet. Zudem kann damit eine besonders einfache Handhabung der Markierungssuspension ermöglicht werden.The marking suspension preferably comprises a liquid and a marking metal powder. In particular, the marking metal powder is embedded in the liquid, that is, evenly distributed. This means that a marking can be created in a simple and targeted manner using the marking suspension on the surface of the base part, with the sintered marking metal powder remaining on the surface of the component after sintering and forming the marking that is visually distinguishable from the rest of the surface of the component. In addition, this enables particularly easy handling of the marking suspension.

Besonders bevorzugt umfasst die Flüssigkeit der Markierungssuspension einen Alkohol, vorzugsweise einen kurzzeitigen Alkohol, bevorzugt Monoethylenglykol. Insbesondere besteht die Flüssigkeit aus dem Alkohol. Damit wird ermöglicht, dass die Flüssigkeit vollständig rückstandsfrei beim Sintern thermisch zersetzt wird, sodass ein Bauteil, insbesondere einer Bauteiloberfläche, mit den gewünschten mechanischen und geometrischen Eigenschaften bereitgestellt werden kann.Particularly preferably, the liquid of the marking suspension comprises an alcohol, preferably a short-term alcohol, preferably monoethylene glycol. In particular, the liquid consists of alcohol. This makes it possible for the Liquid is thermally decomposed completely without residue during sintering, so that a component, in particular a component surface, can be provided with the desired mechanical and geometric properties.

Vorzugsweise weist das Markierungs-Metallpulver der Markierungssuspension eine kleinere Partikelgröße als der pulverförmige Werkstoff, aus welchem das Grünteil hergestellt wird, auf. Insbesondere ist eine maximale Partikelgröße des Markierungs-Metallpulvers signifikant kleiner als eine minimale Partikelgröße des pulverförmigen Werkstoffs. Durch die kleinere Partikelgröße des Markierungs-Metallpulvers der Markierungssuspension wird erreicht, dass dieses beim Sintern eine höhere Sinteraktivität als der pulverförmige Werkstoff, aus dem das Grünteil hergestellt wird, aufweist. Dadurch weist der nach dem Sintern verbleibende Teil der Markierungssuspension, nämlich das gesinterte Markierungs-Metallpulver, optisch unterschiedliche Eigenschaften als der Rest der Bauteiloberfläche des Bauteils auf. Insbesondere wird durch die kleine Partikelgröße ein hoher Glanzgrad des Markierungs-Metallpulvers der Markierungssuspension erreicht, sodass sich die aufgebrachte Markierung, beispielsweise aufgrund einer helleren Erscheinung, gut von dem Rest der Bauteiloberfläche des Bauteils unterscheidet.Preferably, the marking metal powder of the marking suspension has a smaller particle size than the powdery material from which the green part is made. In particular, a maximum particle size of the marking metal powder is significantly smaller than a minimum particle size of the powdery material. The smaller particle size of the marking metal powder of the marking suspension ensures that it has a higher sintering activity during sintering than the powdery material from which the green part is made. As a result, the part of the marking suspension remaining after sintering, namely the sintered marking metal powder, has optically different properties than the rest of the component surface of the component. In particular, due to the small particle size, a high degree of gloss of the marking metal powder of the marking suspension is achieved, so that the applied marking differs well from the rest of the component surface of the component, for example due to a brighter appearance.

Bevorzugt weist das Markierungs-Metallpulver eine maximale Partikelgröße auf, welche maximal 50 %, bevorzugt maximal 30 %, besonders bevorzugt maximal 10 %, einer minimalen Partikelgröße des pulverförmigen Werkstoffs, aus dem das Grünteil hergestellt wird, auf.The marking metal powder preferably has a maximum particle size which is a maximum of 50%, preferably a maximum of 30%, particularly preferably a maximum of 10%, of a minimum particle size of the powdery material from which the green part is produced.

Besonders bevorzugt weist das Markierungs-Metallpulver eine maximale Partikelgröße von 5 µm auf. Weiter bevorzugt weist das Markierungs-Metallpulver eine maximale Partikelgröße von 10 nm auf. Dadurch kann besonders zuverlässig sichergestellt werden, dass durch eine sehr kleiner Partikelgröße des Markierungs-Metallpulvers nach dem Sintern unterschiedliche optische Erscheinungen der aufgebrachten Markierung und dem Rest der Bauteiloberfläche vorliegen.The marking metal powder particularly preferably has a maximum particle size of 5 μm. More preferably, the marking metal powder has a maximum particle size of 10 nm. This makes it possible to ensure particularly reliably that, due to a very small particle size of the marking metal powder, different optical appearances of the applied marking and the rest of the component surface are present after sintering.

Bevorzugt besteht das Markierungs-Metallpulver der Markierungssuspension und der pulverförmige Werkstoff, aus dem das Grünteil hergestellt wird, aus demselben Material. Damit kann bei einfacher und kostengünstiger Durchführung des Verfahrens ermöglicht werden, dass das hergestellte Bauteil optimale gleichmäßige Materialeigenschaften aufweist.The marking metal powder of the marking suspension and the powdery material from which the green part is made preferably consist of the same material. This makes it possible for the manufactured component to have optimally uniform material properties while carrying out the process in a simple and cost-effective manner.

Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der Markierungssuspension durch Aufspritzen mittels eines Druckkopfes. Beispielsweise kann hierfür eine Spritzpistole oder ein Druckkopf, ähnlich eines Tintenstrahldruckers, verwendet werden. Insbesondere bei Verwendung eines Druckkopfes kann somit eine automatisch gesteuerte Aufbringung der Markierungssuspension umgesetzt werden. Somit kann die Markierungssuspension besonders präzise sowie zeit- und kosteneffizient aufgebracht werden.The marking suspension is preferably applied by spraying using a print head. For example, a spray gun or a print head, similar to an inkjet printer, can be used for this. Particularly when using a print head, an automatically controlled application of the marking suspension can be implemented. This means that the marking suspension can be applied particularly precisely and in a time- and cost-efficient manner.

Besonders bevorzugt erfolgt das Herstellen des Grünteils mittels additiver Fertigung, vorzugsweise mittels Binder Jetting, was die Schritte umfasst: schichtweiser Auftrag des pulverförmigen Werkstoffs, und anschließendes Aufbringen eines Bindemittels und/oder Aufbringen von Energie auf die jeweilige Schicht des pulverförmigen Werkstoffs. Das Binder Jetting kann auch als 3D-Drucken bezeichnet werden, wobei insbesondere ein flüssiges Bindemittel auf den pulverförmigen Werkstoff aufgebracht wird, um das Grünteil herzustellen. Mittels additiver Fertigung kann eine besonders flexible Durchführung des Verfahrens ermöglicht werden, um verschiedenste Bauteile mit komplexen Geometrien einfach und kostengünstig herstellen zu können.Particularly preferably, the green part is produced by means of additive manufacturing, preferably by means of binder jetting, which includes the steps: layer-by-layer application of the powdery material, and subsequent application of a binder and/or application of energy to the respective layer of the powdery material. Binder jetting can also be referred to as 3D printing, where in particular a liquid binder is applied to the powdery material to produce the green part. Using additive manufacturing, the process can be carried out particularly flexibly in order to be able to produce a wide variety of components with complex geometries easily and cost-effectively.

Vorzugsweise umfasst der Schritt des Herstellens des Grünteil, insbesondere nach dem Aufbringen des Bindemittels und/oder nach dem Aufbringen der Energie, ferner den Schritt: thermisches Aktivieren und/oder Aushärten des Bindemittels. Insbesondere erfolgt hierbei eine Erwärmung, vorzugsweise nachdem sämtliche Schichten des pulverförmigen Werkstoffs aufgetragen und das Bindemittel entsprechend auf sämtliche Schichten aufgetragen wurde. Dieser Vorgang kann auch als „Curing“-Prozess bezeichnet werden. Damit kann dem Grünteil beispielsweise eine höhere Festigkeit verliehen werden, sodass dieses aus dem Pulverbett entnommen und einfacher gehandhabt werden kann.Preferably, the step of producing the green part, in particular after applying the binder and/or after applying the energy, further comprises the step: thermally activating and/or curing the binder. In particular, heating takes place here, preferably after all layers of the powdery material have been applied and the binder has been applied accordingly to all layers. This process can also be referred to as the “curing” process. This can, for example, give the green part greater strength so that it can be removed from the powder bed and handled more easily.

Besonders bevorzugt werden bei dem Verfahren mehrere Grünteile hergestellt, wobei jedes einzelne Grünteil durch Aufbringen der Markierungssuspension in einem jeweiligen individuellen Muster markiert wird. Das heißt, jedes hergestellte Grünteil wird durch entsprechendes Aufbringen der Markierungssuspension mit einem separaten geometrischen Muster markiert. Beispielsweise können dabei Ziffern, Buchstaben oder Symbole verwendet werden. Damit können die hergestellten Bauteile nach dem Sintern eindeutig voneinander unterschieden werden.Particularly preferably, several green parts are produced in the process, with each individual green part being marked in a respective individual pattern by applying the marking suspension. This means that each green part produced is marked with a separate geometric pattern by applying the marking suspension accordingly. For example, numbers, letters or symbols can be used. This means that the manufactured components can be clearly distinguished from one another after sintering.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen genauer erläutert. Hierzu zeigen:

1 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Schritts eines Verfahrens zur Herstellung von Bauteilen aus einem pulverförmigen Werkstoff gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 einen weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 einen weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
4 ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Bauteil.

The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments. Show this:

1 a simplified schematic view of a step of a method for producing components from a powdery material according to a preferred embodiment of the invention,
2 a further step of the method according to the invention,
3 a further step of the method according to the invention, and
4 a component produced using the method according to the invention.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung von Bauteilen 1 aus einem pulverförmigen Werkstoff 2 erläutert. Dabei wird auf die 1 bis 4 Bezug genommen. Gleiche bzw. funktional gleiche Bauteile sind stets mit denselben Bezugszeichen versehen.A preferred exemplary embodiment of a method for producing components 1 from a powdery material 2 is explained below. The focus is on the 1 until 4 Referenced. Identical or functionally identical components are always provided with the same reference numbers.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem pulverförmigen Werkstoff 2 um ein Metallpulver.In the exemplary embodiment described, the powdery material 2 is a metal powder.

1 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht eines ersten Verfahrensschritts des Verfahrens zur Herstellung der Bauteile 1 aus dem Metallpulver 2. 1 shows a simplified schematic view of a first process step of the process for producing the components 1 from the metal powder 2.

Bei dem Verfahren werden mittels 3D-Drucken in einer 3D-Druckvorrichtung 5 Bauteile 1 aus dem Metallpulver 2 hergestellt. Bei dem 3D-Drucken handelt es sich um ein sogenanntes Binder Jetting. Dabei wird zunächst das Metallpulver 2 schichtweise auf ein Pulverbett 20 aufgetragen. Auf die jeweilige Schicht des Metallpulvers 2 wird anschließend ein Bindemittel 52 mittels eines 3D-Druckkopfes 51 aufgetragen. Dadurch wird schichtweise ein sogenanntes Grünteil 3 hergestellt.In the process, 5 components 1 are produced from the metal powder 2 using 3D printing in a 3D printing device. 3D printing is a so-called binder jetting. The metal powder 2 is first applied to a powder bed 20 in layers. A binder 52 is then applied to the respective layer of metal powder 2 using a 3D printing head 51. As a result, a so-called green part 3 is produced in layers.

Nach Beendigung des 3D-Druckvorgangs, also nach dem Herstellen der letzten der Schichten des Grünteils 3, erfolgt ein Erwärmen und thermisches Aktivieren des Bindemittels 52, um ein Aushärten des Bindemittels 52 zu erzielen. Dadurch erhält das Grünteil 3 eine höhere Festigkeit und kann besser aus dem Pulverbett 20 entnommen und für die nachfolgenden Schritte gehandhabt werden.After the 3D printing process has ended, i.e. after the last of the layers of the green part 3 have been produced, the binder 52 is heated and thermally activated in order to achieve hardening of the binder 52. This gives the green part 3 greater strength and can be better removed from the powder bed 20 and handled for the subsequent steps.

Als nächster Schritt des Herstellungsverfahrens, welcher in der 2 vereinfacht schematisch dargestellt ist, erfolgt ein Aufbringen einer Markierungssuspension 4 auf das Grünteil 3. Das Aufbringen der Markierungssuspension 4 erfolgt dabei durch Aufspritzen mittels eines Druckkopfes 61, welcher Teil einer Druckvorrichtung 6 ist.As the next step of the manufacturing process, which is in the 2 As shown in simplified schematic form, a marking suspension 4 is applied to the green part 3. The marking suspension 4 is applied by spraying using a print head 61, which is part of a printing device 6.

Die Markierungssuspension 4 wird dabei als dünne Schicht auf einen Teil einer Oberfläche 30 des Grünteils 3 in Form eines vorbestimmten individuellen Musters aufgebracht.The marking suspension 4 is applied as a thin layer to part of a surface 30 of the green part 3 in the form of a predetermined individual pattern.

Insbesondere wird die Markierungssuspension 4 in Form von vorbestimmten Ziffern und/oder Buchstaben und/oder Symbolen auf die Oberfläche 30 des Grünteils 3 aufgebracht.In particular, the marking suspension 4 is applied to the surface 30 of the green part 3 in the form of predetermined numbers and/or letters and/or symbols.

Die Markierungssuspension 4 umfasst dabei einen kurzkettigen Alkohol, bevorzugt Monoethylenglykol, und ein Markierungs-Metallpulver. Das Markierungs-Metallpulver ist dabei gleichmäßig in dem Alkohol verteilt, sodass die Markierungssuspension 4 wie eine Flüssigkeit auf die Oberfläche 30 des Grünteils 3 aufgespritzt werden kann.The marking suspension 4 comprises a short-chain alcohol, preferably monoethylene glycol, and a marking metal powder. The marking metal powder is evenly distributed in the alcohol, so that the marking suspension 4 can be sprayed onto the surface 30 of the green part 3 like a liquid.

Das Markierungs-Metallpulver besteht dabei aus demselben Material wie das Metallpulver 2, aus dem das Grünteil 3 hergestellt wird. Das Markierungs-Metallpulver weist eine erste Partikelgröße auf, welche signifikant kleiner ist als eine zweite Partikelgröße des Metallpulvers 2. Im Detail beträgt die erste Partikelgröße maximal 5 µm.The marking metal powder consists of the same material as the metal powder 2 from which the green part 3 is made. The marking metal powder has a first particle size which is significantly smaller than a second particle size of the metal powder 2. In detail, the first particle size is a maximum of 5 μm.

Im Anschluss an das Aufbringen der Markierungssuspension 4 auf das Grünteil 3 wird das Grünteil 3 in einer Sintervorrichtung 7 gesintert. Dies ist vereinfacht schematisch in der 3 dargestellt.Following the application of the marking suspension 4 to the green part 3, the green part 3 is sintered in a sintering device 7. This is simplified schematically in the 3 shown.

Das Sintern des Grünteils 3 erfolgt durch eine Wärmebehandlung des Grünteils 3 innerhalb der Sintervorrichtung 7. Dabei wird das Grünteil 3 auf eine vorbestimmte Sintertemperatur erwärmt, welche unterhalb einer Schmelztemperatur des Metallpulvers 2 liegt.The sintering of the green part 3 is carried out by heat treating the green part 3 within the sintering device 7. The green part 3 is heated to a predetermined sintering temperature, which is below a melting temperature of the metal powder 2.

In 4 ist eine Draufsicht auf das fertig gestellte Bauteil 1 nach dem Sintern dargestellt. Gezeigt ist diejenige Oberfläche 10 des Bauteils 1, welche der Oberfläche 30 des Grünteils 3 entspricht (vgl. 2 und 3), das heißt auf welche die Markierungssuspension 4 zuvor aufgebracht wurde.In 4 a top view of the finished component 1 is shown after sintering. The surface 10 of the component 1 which corresponds to the surface 30 of the green part 3 is shown (cf. 2 and 3 ), that is, to which the marking suspension 4 was previously applied.

Wie in der 4 gestrichelt angedeutet, zeichnet sich die in der vorbestimmten Form aufgebrachte Markierungssuspension 4, im gezeigten Ausführungsbeispiel beispielhaft mit der Geometrie der Ziffer „1“, nach dem Sintern als Bauteilmarkierung 8 auf der Oberfläche 10 des Bauteils 1 ab.Like in the 4 indicated by dashed lines, the marking suspension 4 applied in the predetermined shape, for example with the geometry of the number “1” in the exemplary embodiment shown, stands out as a component marking 8 on the surface 10 of the component 1 after sintering.

Da die Markierungssuspension 4 den Alkohol und das Markierungs-Metallpulver aufweist, wird beim Sintern bewirkt, dass der Alkohol sich aufgrund der hohen Sintertemperatur leicht zersetzt und lediglich das Markierungs-Metallpulver auf der Oberfläche 10 des Bauteils 1 als sehr dünne Schicht verbleibt.Since the marking suspension 4 has the alcohol and the marking metal powder, sintering causes the alcohol to decompose easily due to the high sintering temperature and only the marking metal powder remains on the surface 10 of the component 1 as a very thin layer.

Beim Sintern erfolgt eine Umwandlung des Gefüges des Metallpulvers 2 und des Markierungs-Metallpulvers. Aufgrund der signifikant kleineren Partikelgröße des Markierungs-Metallpulvers weist dieses eine deutlich höhere Sinteraktivität als das Metallpulver 2 auf. Dadurch bildet das Markierungs-Metallpulver eine deutlich unterschiedliche Oberflächenstruktur, insbesondere mit signifikant niedrigerer mittlerer Oberflächenrauheit, im Vergleich zur restlichen Oberfläche 10 des Bauteils 1 aus. Hierdurch weist der Bereich der Oberfläche 10, an welchem sich die Bauteilmarkierung 8 befindet, einen deutlich höheren Glanzgrad und somit eine optisch hellere Erscheinung auf im Vergleich zu der restlichen Oberfläche 10 des Bauteils 1. Somit ist die Bauteilmarkierung 8 optisch leicht erkennbar. Dadurch, dass die Bauteilmarkierung 8 als sehr dünne Schicht des zusätzlichen Markierung-Metallpulvers ausgebildet ist, liegt keine oder nur eine vernachlässigbare Veränderung der mechanischen und/oder geometrischen Eigenschaften des hergestellten Bauteils 1 vor.During sintering, the structure of the metal powder 2 and the marking metal powder are transformed. Due to the significantly smaller particle size of the marking metal powder, it has a significantly higher sintering activity than the metal powder 2. As a result, the marking metal powder forms a significantly different surface structure, in particular with a significantly lower one medium surface roughness, compared to the remaining surface 10 of component 1. As a result, the area of the surface 10 on which the component marking 8 is located has a significantly higher degree of gloss and thus a visually brighter appearance compared to the remaining surface 10 of the component 1. The component marking 8 is therefore easily recognizable visually. Because the component marking 8 is designed as a very thin layer of the additional marking metal powder, there is no or only a negligible change in the mechanical and/or geometric properties of the component 1 produced.

Bevorzugt werden mittels des Verfahrens mehrere Bauteile 1 hergestellt, wobei bei jedem Bauteil 1 vor dem Sintern, also wenn dieses noch als Grünteil 3 vorliegt, jeweils die Markierungssuspension 4 in einem unterschiedlichen individuellen Muster aufgebracht wird. Dadurch erhält jedes Bauteil 10 eine individuell unterschiedliche Bauteilmarkierung 8, sodass die Bauteile 10 eindeutig voneinander unterscheidbar sind.Preferably, several components 1 are produced using the method, with the marking suspension 4 being applied in a different individual pattern to each component 1 before sintering, i.e. when it is still in the form of a green part 3. As a result, each component 10 receives an individually different component marking 8, so that the components 10 can be clearly distinguished from one another.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: BauteilComponent
22: pulverförmiger Werkstoff, Metallpulverpowdered material, metal powder
33: GrünteilGreen part
44: MarkierungssuspensionMarking suspension
55: 3D-Druckvorrichtung3D printing device
66: DruckvorrichtungPrinting device
77: SintervorrichtungSintering device
88th: BauteilmarkierungComponent marking
1010: BauteiloberflächeComponent surface
2020: PulverbettPowder bed
3030: GrünteiloberflächeGreen part surface
5151: 3D-Druckkopf3D print head
5252: Bindemittelbinder
6161: DruckkopfPrinthead

Claims

Method for producing components (1) from a powdery material (2), in particular from a metal powder, comprising the steps: - producing a green part (3) from the powdery material (2), - Applying a marking suspension (4) to the green part (3), and - Sintering the green part (3) to produce the component (1).

Procedure according to Claim 1 , wherein the marking suspension (4) comprises a liquid and a marking metal powder.

Procedure according to Claim 2 , wherein the liquid comprises an alcohol, preferably monoethylene glycol.

Procedure according to one of the Claims 2 or 3 , wherein the marking metal powder of the marking suspension (4) has a smaller particle size than the powdery material (2) from which the green part (3) is made.

Procedure according to Claim 4 , wherein the marking metal powder has a maximum particle size of 5 μm, preferably 10 nm.

Procedure according to one of the Claims 2 until 5 , wherein the marking metal powder and the powdery material (2) consist of the same material.

Method according to one of the preceding claims, wherein the marking suspension (4) is applied by spraying using a print head (61).

Method according to one of the preceding claims, wherein the green part (3) is produced by means of additive manufacturing, in particular by means of binder jetting, which comprises the steps: - layer-by-layer application of the powdery material (2), and - Applying a binder and/or applying energy to the respective layer of the powdery material (2).

Method according to one of the preceding claims, wherein producing the green part (3) comprises the step: thermally activating and/or curing the binder.

Method according to one of the preceding claims, wherein several green parts (3) are produced, and each green part (3) is individually marked by applying the marking suspension (4) in a separate pattern.